《建筑材料》教学课件-气硬性无机胶凝材

第4章气硬性无机胶凝材料,胶凝材料：工程中能把散粒或块状材料粘结于一体的材料。,胶凝材料,有机胶凝材料：沥青、树脂、橡胶等,无机胶凝材料,气硬性:只能在空气中凝结硬化并保持发展其强度(石膏、石灰、水玻璃、菱苦土等),水硬性:不仅在空气中而且在水中能更好地硬化，并保持和发展其强度(各种水泥),4-1建筑石膏,一、石膏的生产与品种,CaSO42H2O生石膏,-CaSO41/2H2O熟石膏建筑石膏模型石膏(杂质少),不溶性CaSO4加激发剂磨细,-CaSO41/2H2O高强度石膏,CaSO4+CaO高温煅烧石膏,107170,0.13MPa124,400,800,二、建筑石膏水化和硬化（一）建筑石膏的水化,（二）建筑石膏的凝结和硬化,1、CaSO41/2H20+3/2H2O=CaSO42H20很快成为饱和溶液。2、由于二水石膏的溶解度较半水石膏的小(1/5)，CaSO42H20相对成为过饱和溶液，不断析出，直至完了。此过程很快，大约712min。3、因水蒸发和水化，CaSO42H20，相对水，浆体变稠，表现为凝结。4、随水化的不断进行，二水石膏胶体微粒凝聚并转变为晶体。晶体颗粒逐渐长大，且晶体颗粒间相互搭接、交错、共生，使浆体失去可塑性，产生强度，即浆体产生了硬化,三、建筑石膏的技术要求（GB977688）,四、建筑石膏的性质l.凝结硬化快：初凝35min，终凝30min，加硼砂或柠檬酸、亚硫酸盐纸浆废液、动物胶（需用石灰处理过）等缓凝剂。2.硬化时体积微膨胀膨胀率0.5%1.0%，使制品表面光滑、细腻，饱满，尺寸精确,3、孔隙率大理论用水18.6%，实际60%80%，P50%60%，0=8001000kg，保温(0.120.20W/mK),吸声;吸水率高，抗冻渗差，耐水差。4、强度较低强度较低，但发展较快，f2h36MPa，f7812MPa(接近最大)5、具有一定的调湿性石膏制品内大量毛细孔对空气中水蒸汽具较强的吸附能力。6、防火性好、但耐火性差小，传热慢，且二水石膏受热脱水带走热量，形成CaSO4绝热体；但二水石膏脱水后强度下降，因而不耐火。7、颜色可调性好,五、建筑石膏的应用1、纸面石膏板建筑石膏+纤维+缓凝剂+水，经搅拌辊压成型(两面纸板增强护面)、切割、烘干而成。长8003600，宽9001200，厚9、12、15、18；需要龙骨。2、装饰石膏板建筑石膏+纤维+缓凝剂+水，经搅拌、浇注、修边、干燥而成。分平板、多孔板、浮雕板；规格5005009mm；60060011mm造型美观，具吸声、防火功能，主要用于公共建筑的内墙、吊顶等。3、纤维石膏板建筑石膏+纤维+缓凝剂+水，经特殊工艺制成，强度高于纸面石膏板；除用于隔墙、内墙外，还可代木材用于家具。4、空心石膏板建筑石膏+轻质多孔材料+纤维+水，经搅拌、浇注、振捣成型、抽芯、脱模、干燥而成。主要用于隔墙、内墙等，使用时不需龙骨。,4-2石灰,石灰是一种古老的建筑材料，应用历史长、分布广、工艺简单、成本低，所以至今仍被广泛用于建筑工程中。,一、石灰的生产1、石灰石、白云石质石灰石煅烧过火石灰：熟化慢欠火石灰：利用率低,2、化工副产品CaC+H2OC2H2+Ca(OH)2,二、石灰的熟化与硬化(一)石灰的熟化(消解)1、熟化:CaO+H2O生成熟石灰的过程(体膨12.5倍)CaO+H2OCa(OH)2+64kJ2、熟化方式用于砌筑和抹面石灰膏(34倍水)：石灰膏含水约50%，1kgCaO可熟化成23L的石灰膏用于石灰土等消石灰粉(6080水)：加水量以消石灰粉略湿，但不成团为宜3、陈伏:为消除过火石灰危害，石灰膏在储灰池中放置2周以上。,(二)石灰的硬化1、结晶作用(干燥硬化)：f-H2O蒸发，Ca(OH)2晶体析出。2、碳化作用(碳化硬化)：Ca(OH)2+CO2+nH2OCaCO3+(n+1)H2O3、硬化特点：结晶自里向表，碳化自表向里。,三、石灰的技术要求石灰：钙质石灰(MgO5%)，镁质石灰(MgO5%)消石灰：钙质消石灰粉(MgO4%)、镁质消石灰粉(4MgO24%)白云石消石灰粉(24MgO30%),建筑生石灰各等级的技术指标（JC/T47992）,四、石灰的性质(1)保水性氢氧化钙颗粒极细(1m)，比表面积大，表面吸附一层水膜。(2)凝结硬化慢、强度低石灰的凝结硬化很慢，潮湿环境中不会产生凝结硬化。硬化后的强度很低。如1:3的石灰砂浆，f280.20.5MPa。(3)耐水性差氢氧化钙可微溶于水，软化系数接近于零。(4)硬化时收缩氢氧化钙颗粒吸附大量水分，蒸发后产生很大的毛细管压力，使石灰浆体产生很大的收缩而开裂，常加砂和纤维，不单用。,五、应用1、石灰乳涂料和砂浆2、石灰土和三合土石灰土石灰+粘土三合土石灰+粘土+废渣或砂耐水的原因：(1)夯实作用(2)少量活性SiO2、Al2O3和Ca(OH)2反应，生成不溶性的水化硅酸钙和水化铝酸钙。3、硅酸盐制品,4-3水玻璃,一、简述水玻璃(泡花碱)是一种水溶性硅酸盐。常用K2OnSiO2和Na2OnSiO2；n为水玻璃的模数。n，水玻璃的粘度、粘结力、强度、耐酸、耐热性愈高，但也愈难溶于水中；粘度太大，不利于施工，常用n=2.63.0。干法：Na2CO3+nSiO2Na2OnSiO2(固态)+CO2湿法：SiO2+NaOHNa2OnSiO2(液态),13001400,0.20.3MPa,蒸汽,二、水玻璃的硬化水玻璃吸收空气中CO2，生成无定形的硅酸凝胶，脱水变成SiO2而硬化，此反应很慢，常加Na2SiF6，初凝时间可缩短至3060min。掺量12%15%，Na2OnSiO2+CO2+mH2ONa2CO3+nSiO2mH2OnSiO2+mH2O,三、水玻璃的性质1.粘结强度高硬化后，主要成分为二氧化硅凝胶和氧化硅，因而具有较高的粘结力和强度。用水玻璃配制的混凝土的抗压强度可达1540MPa。2.耐酸性好硬化后的主要为二氧化硅，可抵抗除氢氟酸、过热磷酸以外的几乎所有的无机酸和有机酸。用于配制水玻璃耐酸混凝土、砂浆、胶泥等3.耐热性好硬化后形成的二氧化硅网状骨架，在高温下强度下降不大。用于配制水玻璃耐热混凝土、砂浆、胶泥(1000)。4.耐碱性和耐水性差水玻璃硬化不完全，其中仍含有一定量的Na2OnSiO2。由于SiO2和Na2OnSiO2均可溶于碱，且Na2OnSiO2可溶于水，所以水玻璃硬化后不耐碱，不耐水。常采用酸洗处理。,四、水玻璃的应用1、耐热和耐酸材料2、涂刷材料表面，提高其抗风化能力，不可涂刷石膏制品。3、加固土壤将水玻璃和氯化钙溶液交替压注到土壤中，生成的硅酸凝胶在潮湿环境下，因吸收土壤中水分处于膨胀状态，使土壤固结。4、配制速凝防水剂5、修补砖墙裂缝水玻璃+矿渣粉+砂+氟硅酸钠，压入砖墙裂缝，起到粘结和补强作用。,4-4菱苦土,菱苦土，又称镁质胶凝材料。,菱苦土在使用时，若与水拌合，则迅速水化生成氢氧化镁，其内部结构松散，且浆体的凝结硬化也很慢，硬化后的强度低。因此菱苦土用MgCI26H2O(卤水)来拌制，其硬化后的主要产物是氧氯化镁(xMgOyMgCl2zH20),MgCl26H